DE2715364C2

DE2715364C2 - Multiple collimator

Info

Publication number: DE2715364C2
Application number: DE19772715364
Authority: DE
Inventors: Veit Becker; Ludwig E. Prof. Feinendegen
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1977-04-06
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2715364B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vielfachkollimator mit in einer Abschirmplatte in vorgegebenen Abständen zueinander angeordneten Bohrungen sowie darin einsteckbaren Meßsonden.The invention relates to a multiple collimator with predetermined in a shielding plate Distances from one another arranged bores as well as measuring probes which can be inserted therein.

Derartige Kollimatoren dienen dazu, die räumliche Verteilung von Strahlen radioaktiver Stoffe, in der Regel von Gammastrahlern, zu messen, die in der nuklearmedizinischen Diagnostik als Markierungssubstanzen in die zu untersuchenden Organe oder Körperteile inkorporiert werden. Dadurch soll ermöglicht werden, daß die von den dazu eingesetzten Meßvorrichtungen registrierte radioaktive Strahlung dem jeweiligen Entstehungsort in dem zu untersuchenden Objekt zugeordnet werden kann.Such collimators are used to determine the spatial distribution of rays of radioactive substances in the Rule of gamma emitters, used in nuclear medicine diagnostics to measure as marker substances be incorporated into the organs or body parts to be examined. This is intended to enable that the radioactive radiation registered by the measuring devices used for this purpose can be assigned to the respective place of origin in the object to be examined.

Kollimatoren verschiedener Ausführungsformen gehören zum bekannten Stande der Technik. So sind Kollimatoren für Einzelmeßsonden bekannt (vergl. G. J. H i η e »Instrumentation in Nuclear Medicine«, Academic Press, New York/London, 1967, Volume 1, Seiten und 460) bei denen eine oder mehrere, im «llgemeinen zylindrisch oder auch konisch ausgebildete Bohrungen in einer Bleiabschirmung angeordnet sind. Durch die Bleiabschirmung wird verhindert, daß die radioaktive Strahlung aus solchen Bereichen, die außerhalb des Sichtfeldes der Bohrungen liegen, auf die Meßsonde auftreffen und infolgedessen das Meßergebnis verfälschen können.Collimators of various designs belong to the known state of the art. So are Collimators for single measuring probes known (see G. J. H i η e "Instrumentation in Nuclear Medicine", Academic Press, New York / London, 1967, Volume 1, pages and 460) in which one or more, generally cylindrical or also conical Bores are arranged in a lead shield. The lead shield prevents the Radioactive radiation from areas that are outside the field of view of the boreholes onto the Hit the measuring probe and as a result can falsify the measurement result.

Bekannt sind auch Kollimatoren, bei denen eine Vielzahl gleichartiger Bohrungen in regelmäßigen Abständen in einer Bleiplatte angeordnet sind. Derartige, als Vielfachkollimatoren bezeichnete Kollimatoren ermöglichen die Aufrasterung eines größeren BereichsAlso known are collimators in which a large number of similar bores in regular Intervals are arranged in a lead plate. Such collimators, referred to as multiple collimators enable a larger area to be rasterized

40 des zu untersuchenden Objekts und somit in Verbindung mit Gammakameras die Abbildung eines ganzen Objektfeldes (vergl. A η g e r, H. O.: Scintillation camera with multichannel collimators, J. Nucl. Med, 1964. Seite 515). 40 of the object to be examined and thus, in connection with gamma cameras, the imaging of an entire object field (cf. A η ger, HO: Scintillation camera with multichannel collimators, J. Nucl. Med, 1964. Page 515).

Bekannt sind ferner kombinierte Kollimatoren, bei denen mehrere Einzelkollimatoren zu einem Kollimatorblock zusammengefaßt werden (vergl. H. W. P a b s t, G. Hör, H. A. E. Schmidt: Nuclear Medicine »Fortschritte der Nuclear-Medizin in klinischer und technologischer Sicht«. S. K. Schattauer-Verlag, Stuttgart/New York, 1975, Seiten 74 bis 77). Durch eine solche Zusammenfassung von Kollimatoren wird im Einzelfall angestrebt, ihre räumliche Ausdehnung zu verringern. Dadurch wird zwar erreicht, daß Objektfelder gemessen und auch Funktionsuntersuchungen einzelner Organe, beispielsweise des Herzens, über bestimmte unterschiedliche Bereiche als getrennte Zeit-Aktivitätsmessungen durchgeführt werden können, dennoch entsprechen diese kombinierten Kollimatoren jedoch ebenso wie die vorbezeichneten Kollimatoren nicht in allen Fällen den in der Diagnostik an sie zu stellenden Anforderungen: Die starre Kombination mehrerer Kollimatoren in einem Block hat den Nachteil, daß eine Anpassung an die jeweiligen individuellen Besonderheiten der untersuchten Organe nicht möglich ist. Das ist schon deshalb der Fall, weil die Organe, wie zum Beispiel das Herz, jedes Patienten hinsichtlich Größe, Form, Lage und Konfiguration in nicht unerheblichem Maße verschieden sind. Vielfachkollimatoren haben den Nachteil, daß sie zur Ausblendung eines diskreten Meßbereichs aus einem größeren Meßfeld nicht oder nur unter zusätzlichen Aufwendungen verwendbar sind, da es darauf ankommt, in dem verbleibenden Bereich die Abschirmwirkung sicherzustellen. Abgesehen davon stehen die dazu erforderlichen Aufwendungen in keinem vertretbaren Verhältnis zu dem angestrebten Untersuchungsergebnis. Verwendet man Einzelkollimatoren, die gegeneinander beweglich sind, um ein diskretes Objektfeld zu erfassen, so hat dies den Nachteil, daß dabei die für jedes Gerät notwendigen Abschirmungen störend sind und infolgedessen die Meßsonden nicht so dicht zusammengerückt werden können, wie dies für die Messung erforderlich wäre.Combined collimators are also known in which several individual collimators form a collimator block (cf. H. W. P a b s t, G. Hör, H. A. E. Schmidt: Nuclear Medicine "Advances in nuclear medicine from a clinical and technological point of view". S. K. Schattauer-Verlag, Stuttgart / New York, 1975, pages 74 to 77). Such a combination of collimators is used in the In individual cases aimed at reducing their spatial expansion. This achieves that object fields measured and functional examinations of individual organs, for example the heart certain different areas can be carried out as separate time-activity measurements, however, these combined collimators correspond to the aforementioned collimators not in all cases the demands placed on them in diagnostics: the rigid combination several collimators in one block has the disadvantage that an adaptation to the respective individual Peculiarities of the examined organs is not possible. That is already the case because the organs like for example the heart, every patient in terms of size, shape, position and configuration in not are different to an insignificant extent. Multiple collimators have the disadvantage that they are used to mask a discrete measuring range from a larger measuring field or only with additional expenditure can be used, since it is important to ensure the shielding effect in the remaining area. Apart from that, the expenses required for this are not reasonable in proportion the desired test result. If one uses single collimators, which can be moved against each other are to capture a discrete object field, this has the disadvantage that it is necessary for each device Shields are disruptive and as a result the measuring probes are not moved so close together as it would be required for the measurement.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Kollimator für den gleichzeitigen Einsatz mehrerer Meßsonden zu schaffen, der eine den Erfordernissen der nuklearmedizinischen Diagnostik entsprechend hoh<i Anpassung der Einstellung der Meßsonden an das jeweils zu untersuchende Organ erlaubt, wobei zugleich eine hinreichende Abschirmung gegenüber auftretender Störstrahlung gewährleistet ist.The object of the invention is therefore to provide a collimator for the simultaneous use of several measuring probes create a high adaptation of the Adjustment of the measuring probes to the respective organ to be examined is allowed, with a sufficient one at the same time Shielding against interfering radiation is guaranteed.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntis aus, daß es dazu notwendig ist, die Meßsonden in einer Abschirmplatte schwenkbar so anzuordnen, daß der zu messende diskrete Bert ich des zu untersuchenden Organes auch unter sich ändernden Verhältnissen jeweils optisch im Bereich der Meßsonden liegt, und dennoch in jeder Stellung der Meßsonden die Abschirmung gegenüber Störstrahlung hinreichend ist.The invention is based on the knowledge that it is necessary to use the measuring probes in a The shielding plate can be swiveled so that the discrete part to be measured is the one to be examined Organes optically lies in the range of the measuring probes even under changing conditions, and Nevertheless, the shielding against interference radiation is sufficient in every position of the measuring probes.

Von dieser Erkenntnis ausgehend wird die Aufgabe bei einem Vielfachkollimator der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Bohrungen zur Bildung von Gelenkverbindungen eine lagerschalenförmige Erweiterung aufweisen, und daß der verbleibende Teil der Bohrungen mindestens zum Teil kegelförmig ausgebildet ist, wobei in dem lagerschalenförmigen Teil der Bohrungen jeweils einOn the basis of this knowledge, the task in a multiple collimator becomes that described at the beginning Kind according to the invention solved in that the bores to form articulated connections a Have bearing shell-shaped extension, and that the remaining part of the bores at least for Part is conical, in the bearing shell-shaped part of the bores each

der Form der lagerschalenförmigen Ausbildung angepaßter Teil von KoUimatorrohren mit einsteckbaren Meßsonden innerhalb des durch den kegelförmigen Teil der Bohrungen gebildeten Raum winkeis in Grenzen schwenkbar gelagert ist, und daß die durch den verbleibenden Teil der Abschirmplatte und durch die in die Lagerschalen eingreifenden Teile der Kollimatorrohre gebildete Abschirmung so bemessen ist, daß in die Kollimatorrohre keine Störstrahlung gelangen kann.the shape of the bearing shell-shaped training adapted part of KoUimatorrohren with insertable Measuring probes within the space formed by the conical part of the bores winkeis within limits is pivotably mounted, and that the by the remaining part of the shielding plate and by the in the bearing shells engaging parts of the collimator tube shield is dimensioned so that in the Collimator tubes no interference radiation can enter.

Zwar ist aus der CH-PS 3 79 651 eine Vorrichtung to bekannt, bb. der radioaktive Präparate in Höhlungen eines aus strahlenabsorbierendem Material bestehenden Trägerkörpers drehbeweglich gelagert sind. Diese bekannte Vorrichtung unterscheidet sich jedoch schon in ihrer Aufgabenstellung von der der Erfindung r> zugrunde liegenden Aufgabe. Denn hierbei sollen Strahlenquellen — und nicht Meßsonden — in einem Trägerkörper derart drehbar angebracht werden, daß eine für das Bedienungspersonal möglichst gefahrlose Handhabung ermöglicht wird. Dementsprechend sind die Rotationskörper, in denen die Strahlungsquellen lösbar befestigt sind, vorzugsweise als Rotationsellipsoide ausgebildet und um eine zur Oberfläche des Bestrahlungsobjekts parallel liegende Achse drehbar gelagert, um die Strahlenquelle, die im Rotationskörper i^r> quer zur Achse angebracht ist, in eine für das Bedienungspersonal ungefährliche Ruhestellung bringen zu können. Die Arbeitsstellung der Strahlenquelle ist bei der bekannten Vorrichtung jedoch hinsichtlich ihres Einfallswinkels zum zu bestrahlenden Objekt durch Strahlenaustrittskanäle festgelegtAlthough a device to is known from CH-PS 3 79 651, bb. the radioactive preparations are rotatably mounted in cavities of a carrier body made of radiation-absorbing material. However, this known device already differs in its task from the task on which the invention is based. Because here radiation sources - and not measuring probes - should be rotatably mounted in a carrier body in such a way that handling is made possible as safely as possible for the operating personnel. Accordingly, the rotating body in which the radiation sources are detachably fastened, preferably formed as ellipsoids of revolution and mounted for rotation about a lying parallel to the surface of the irradiation object axis to the radiation source, which is mounted in the rotational body i ^r> transverse to the axis, in one for the To be able to bring operating personnel to a safe resting position. In the known device, however, the working position of the radiation source is determined by radiation exit channels with regard to its angle of incidence to the object to be irradiated

Demgegenüber ermöglicht es die schwenkbare Anordnung der Kollimatorrohre, die jeweils darin eingesetzten Meßsonden auf den gewünschten Teil des zu untersuchenden Objekts zu richten. Dabei kann im j> Bedarfsfall die Blickrichtung der einzelnen Meßsonden im Objektfeld durch Lichtvisiere sichtbar gemacht werden. Trotz der Schwenkbarkeit der Kollimatorrohre ist in jeder Schwenkstellung eine geschlossene Abschirmung gegenüber Störstrahlungen sichergestellt. toIn contrast, it allows the pivotable arrangement of the collimator tubes, each in it used measuring probes to aim at the desired part of the object to be examined. In the j> If necessary, the viewing direction of the individual measuring probes in the object field is made visible by means of light sights will. Despite the pivotability of the collimator tubes, closed shielding against interference radiation is ensured in every pivot position. to

Braucht die Sonde nur in einer Ebene beweglich zu sein, so ist es zweckmäßig, den Vielfachkollimator gemäß der Erfindung so auszubilden, daß die in der Abschirmplatte vorgesehenen Lageischalen und der darin eingreifende Teil der Kollimatorrohre ein -n Walzengelenk bilden.If the probe only needs to be movable in one plane, it is advisable to use the multiple collimator to form according to the invention so that the provided in the shielding tray and the part of the collimator tubes engaging therein form a roller joint.

Eine weitgehendere Anpaßbarkeit des Vielfachkollimators gemäß der Erfindung an die jeweiligen Gegebenheiten wird dadurch sichergestellt, daß die in der Abschirmplatte vorgesehenen Lagerschalen und der ίο darin eingreifende Teil der Koläimatorrohre ein Kugelgelenk bilden.A more extensive adaptability of the multiple collimator according to the invention to the respective Conditions is ensured that the bearing shells provided in the shielding plate and the ίο part of the Koläimatorrohre engaging therein form a ball joint.

Falls es darauf ankommt, die Meßsonden in dem Vielfachkollimator gemäß der Erfindung möglichst dicht nebeneinander anzuordnen, muß der Durchmesser üIf it matters, the measuring probes in the multiple collimator according to the invention as possible to be arranged close to each other, the diameter must ü der Gelenkverbindungen von Abschirmplatten und KoUimatorrohren möglichst klein gehalten werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Gelenke auf der dem Objekt zugekehrten Seite des Vielfachkollimators anzuordnen und dabei sicherzustellen, daß die Abschirmplatte zusammen mit der Lagerung eine hinreichende Masse zur Abschiraiing von Störstrahlung ermöglicht Dabei kann es in besonderen Fallen auch zweckmäßig sein, die Kollimatorrohre so auszubilden, daß sie zum Objekt hin über die Abschirmplatte hinausragen.the articulation of shielding plates and CoUimator pipes are kept as small as possible. It is useful to place the joints on the To arrange the side of the multiple collimator facing the object and thereby ensure that the shielding plate, together with the mounting, has a sufficient mass to shield from interfering radiation It can also be useful in special cases to design the collimator tubes in such a way that that they protrude towards the object over the shielding plate.

Der Vielfachkollimator gemäß der Erfindung hat den großen Vorzug, daß die Meßsonden unter Berücksichtigung des zu messenden Objekts optimal anpaßbar sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Blickfelder der KoHimalorrohre erheblich dichter zusammengerückt werden können als dies bei der Kombination von Einzelkollimatoren möglich ist, ohne daß dadurch die Abschirmung beeinträchtigt wird. Der Vielfachkollimator gemäß der Erfindung ist in besonderem Maße zur Funktionsanalyse von einzelnen Organen oder Organsegmenten geeignet, bei der radioaktive Markierungssubstanzen verwendet werden.The multiple collimator according to the invention has great advantage that the measuring probes can be optimally adapted taking into account the object to be measured. Another advantage is that the fields of view of the KoHimalo tubes can be moved much closer together than with the combination of Single collimators is possible without affecting the shielding. The multiple collimator according to the invention is particularly suitable for Functional analysis of individual organs or organ segments suitable, in which radioactive marking substances are used.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Vielfachkollimators gemäß der Erfindung wiedergegeben und wird im folgenden näher erläutert Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the multiple collimator according to the invention is shown and is explained in more detail below. It shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf den Vielfachkollimator,F i g. 1 is a plan view of the multiple collimator;

Fig.2 einen Schnitt durch den Vielfachkollimator von F i g. 1 nach der Linie A-B, 2 shows a section through the multiple collimator from FIG. 1 after the line AB,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Vielfachkollimator von F i g. 1 nach der Linie C-D. F i g. 3 shows a section through the multiple collimator from FIG. 1 after the CD line.

In den in der Abschirmplatte 1 vorgesehenen Bohrungen sind kugelförmige Ausnehmungen 2 vorgesehen, in die jeweils ein kugelförmig ausgebildeter Teil 3 der Kollimatorrohre 4 so eingreift, daß dadurch Kugelgelenke gebildet werden, um die die Kollimatorrohre 4 schwenkbar angeordnet sind. Um einen Schwenkbereich von einer für die Untersuchungen hinreichenden Weite sicherzustellen, ist der verbleibende Teil 5 der Bohrungen in der Abschirmplatte 1 zum Teil kegelförmig erweitert. Wie sich besonders deutlich aus Fig. 3 ergibt, wird infolgedessen eine den gewünschten Erfordernissen entsprechende Anpassung der Stellung der in die Kollimatorrohre 4 eingesetzten Meßsonden 6· ermöglichtIn the bores provided in the shielding plate 1, spherical recesses 2 are provided, into each of which a spherical part 3 the collimator tubes 4 engages in such a way that ball joints are thereby formed, about which the collimator tubes 4 are pivotably arranged. To one To ensure swivel range of a width sufficient for the investigations, the remaining part 5 of the holes in the shielding plate 1 is to Part conically expanded. As is particularly clear from Fig. 3, as a result, the Adjustment of the position of the inserted into the collimator tubes 4 corresponding to the desired requirements Measuring probes 6 · enabled

Die Bohrungen 7 der Kollimatorrohre 4 sind zur besseren Fokussierung konisch ausgebildet. Doch ist es selbstverständlich möglich, die Bohrungen der Kollimatorrohre 4 auch zylindrisch auszubilden. Durch Ausbildung des erweiterten kugelförmigen Teils 3 der Kollimatorrohre 4 wird in Verbindung mit dem verbleibenden Teil der Abschirmplatte 1 eine ausreichende Abschirmung gegen das Eindringen von Störstrahlung in die auf die Kollimatorrohre 4 aufgesteckten Meßsonden 6 gewährleistet.The bores 7 of the collimator tubes 4 are conical for better focusing. Yes it is Of course, it is also possible to design the bores of the collimator tubes 4 to be cylindrical. By forming the expanded spherical part 3 of the Collimator tubes 4, in conjunction with the remaining part of the shielding plate 1, provide sufficient shielding against the penetration of Interfering radiation into the measuring probes 6 attached to the collimator tubes 4 is guaranteed.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

I. Vielfachkollimator, with a shielding plate at predetermined intervals to each other angeordne- ^r> ten holes and insertable therein measuring probes, characterized in that the bores for the formation of joint compounds have a bearing shell-shaped extension (2), and that the remaining part of the bores at least in part Is conical, in the bearing shell-shaped part (2) of the bores each one of the shape of the bearing shell-shaped formation adapted part (3) of collimator tubes (4) with insertable measuring probes (6) within the solid angle formed by the conical part (5) of the bores is pivotably mounted in Gsenzen, and that the shielding formed by the remaining part of the shielding plate (1) and by the parts (3)> n of the collimator tubes (4) engaging in the bearing shells (2) is dimensioned so that the collimator tubes ( 4) no interfering radiation can enter.

Multiple collimator according to claim 1, characterized in that the in the shielding plate (1) 2 ~. provided bearing shells (2) and the engaging part (3) of the collimator tubes (4) Form roller joint.

3. Multiple collimator according to claim 1, characterized in that in the shielding plate (1) so provided bearing shells (2) and the engaging part (3) of the collimator tubes (4) Form ball joint.